SCADA監控系統在托輥自動生產線故障診斷中的應用

徐志豐　王海

摘 要：對于托輥自動化生產線運行過程中，托輥故障不僅影響其正常運行，還會影響托輥自動生產效益。強化托輥自動化生產線故障診斷，運用SCADA監控系統進行故障監控，不僅可以采集托輥自動化生產線數據，還可以監視控制托輥自動化生產線安全，發揮積極影響。以下文章淺析在托輥自動生產線故障診斷中應用SCADA監控系統的措施。

關鍵詞：故障診斷；托輥自動生產線故障；SCADA監控系統

引言

對于托輥自動化生產線故障診斷中，可以應用SCADA系統，實現對故障的遠程監控，以計算機為基礎，實現DCS與電力自動化監控，有助于提升故障診斷性能，使得托輥自動化生產更有效率。以下對此做具體分析。

1 SCADA監控系統

關于SCADA系統，英文稱Supervisory Control And Data Acquisition，也就是數據采集和監視控制系統。在現實生活中，SCADA系統的應用領域十分廣泛，在電力行業、冶金行業、石油行業以及化工行業中均有應用，主要可發揮其數據采集的作用，并在生產安全監視控制方面發揮重要作用。SCADA系統監控中，涉及到組態軟件、工業隔離安全網關，將自動化生產線中的傳感器信息，搜集整理料到系統中，以便可通過SCADA系統進行監控，可保證工業數據、信息的安全[1]。自動化生產線運行中，應用SCADA監控系統，可以確保技術人員不斷根據實時監控數據進行不斷調整體，能夠對現場儀表、自動化系統設備等進行遠程的配置更新、遠程診斷調試等。

2 托輥自動生產線故障診斷中應用SCADA監控系統的意義

托輥作為帶式輸送機中的重要配件，在機械現代化生產中，托輥自動生產線運行安全，不僅可以確保提升托輥自動生產線經濟效益，也可提高托輥制造質量，降低托輥帶式輸送機能耗，發揮積極應用價值。對于托輥自動化生產線中，在現有技術背景下，應用SCADA監控系統，優化托輥自動化生產線的監控平臺[2]。對于當前托輥自動化生產線中，多采用西門子或三菱等廠家在自身軟件基礎上制作的平面監控界面，不能在監控室的顯示設備上從三維角度演示生產線各設備的狀態，生產人員需要了解生產線設備各部件的運行狀況，需要到生產現場查看才能知道，給生產作業的相關人員帶來了很大的不便。同時，在實際中，托輥作為帶式輸送機的易耗、易損配件，不僅在自動生產線中量大面廣，且也會導致自動生產線停運，影響生產效益。優化托輥自動化生產線故障診斷工作，可以及時發現故障，并及時維護處理故障，可以確保托輥自動化生產線正常運行。應用SCADA監控系統，不僅可以提高托輥質量，也可以有效監控其安全故障的發生，采取現代化技術措施，有效維護故障信息，保障托輥自動化生產線在實際工作中發揮應有作用。對于托輥自動化生產線故障診斷中，由于一些設備故障無法及時被發現，會造成設備故障長期存在故障而得不到處理的狀況，將可能造成生產調度操作失效，影響生產效率，錯失輥自動化生產線故障維護的最佳處理時間[2]。根據系統SCADA的數據，對托輥自動化生產線機組的重要部件運行狀態進行分類，并對其趨勢進行預測，可以提前發現故障征兆，有效避免以及減輕嚴重設備損壞，確定合理的托輥自動化生產線故障維護時問，降低維護成本。

3 SCADA監控系統應用措施

3.1 系統結構

SCADA監控系統軟件結構中，整合程序PLC各模塊、RTD和模擬量通道、各PLC遠程站，可以確保與系統CPU通信，收集托輥自動化生產線狀態數據工作，完成通過徊T通道連接的XGW模塊及其與雷達液位計和配電系統通信的通信狀態和模塊狀態的數據收集工作[3]。SCADA監控系統中，可以根據輥自動化生產線各傳感器狀態數據，分別調用相對應的三維動態模型進行演示，三維動態模型根據監控計算機讀取的各傳感器狀態數據進行相應的刷新；在線監控及動態演示系統，需要動態演示托輥自動化生產線網絡攝像機視頻畫面，有效診斷生產線運行故障。對于托輥自動化生產線故障診斷中，運用SCADA系統監控，實時智能監視現場的所有智能儀表、閥門、自動化傳感器，自動化通信線路、PLC系統及站控操作系統，并深入到這些設備的內部工作狀態，為其進行不間斷的設備健康檢查，任何異?，F象，均會立即反映在診斷系統的屏幕上，并告知維護值班人員，發生了何種故障，是哪個設備，故障點的位置在哪，實現故障的即時處理。

3.2 監測托輥自動生產線子系統

在SCADA監控系統中，對托輥自動生產線各站PLC系統，包括PLC的CPU模塊、電源模塊、RIO通信模塊、I/O模塊等進行運行狀態監測[4]。繪制準確的PLC系統硬件結構圖，當發生運行狀態異?；蚬收蠒r，實時發出故障報警，并提示發生的故障類型和故障點的具體位置。由此保證對PLC系統工作狀態的實時監視，對異?；蚬收蠈崿F快速修復，保障生產的連續運行。PLC系統是站控系統的核心系統，其實現全部站控的自動化邏輯功能、生產數據的采集與分析處理功能、生產控制功能等。對PLC系統進行實時可靠監測，是保證站控系統免于癱瘓而造成生產事故的可靠措施。該監測子系統能夠對PLC系統進行無死角實時監視，發生任何異常或故障，均會立即發出報警，確保維護人員和生產調度即時獲取故障信息和故障點位置，實現故障的快速修復和可能的生產計劃調整。

3.3 SCADA監控電動閥門

通過對閥門環網通信控制器的軟件升級，完成對現場總線閥門電動執行機構的設備狀態信息抓取，并實時監測各閥門電動執行機構的總線通信。繪制準確詳細的總線閥門電動執行機構的總線結構圖，當發生電動執行機構的堵轉、過力矩等故障而影響到閥門動作時，實時發出故障報警，并提示發生的故障類型和故障點的具體電裝位置。通過獲取閥門環網通信控制器對電動執行機構的通信監視數據，實時監測閥門電動執行機構的總線通信狀態，當發生總線通信故障時，能夠實時發出通信故障報警，并提示發生故障的具體閥門電動執行機構。

3.4 托輥自動化生產線溫度監控

溫度傳感器是一種溫度敏感的電阻型無源元件，通過三線或四線進行電阻值采樣，獲取準確的溫度信息。通過對RTD及其三線或四線所連電纜間的阻值比對，判斷IHD溫度傳感器或電纜是否存在故障[5]。監測托輥自動生產線子系統，對每一個與托輥自動生產線PLC連接的溫度傳感器進行監測，當發生RTD損壞或電纜斷線時，實時發出故障報警，并提示發生故障的RTD信息及其所在具體位置。RTD溫度傳感器在管道現場主要用于油溫、地溫和泵運行狀態的監測，是生產環節中關鍵的元件，其工作正常與否，直接影響到生產調度和生產計劃的進行。RTD監測子系統，能夠保證RTD元件及其信號采集回路的完整監視，保障其溫度數據的可靠質量。當托輥自動生產線發生異常時，能夠即時發現異常點，生產調度也能夠即時獲得該點的異常，從而保證其不對生產調度產生影響。

4 結束語

綜上所述，將SCADA監控系統應用到托輥自動生產線故障診斷中，可以從SCADA系統獲取關于托輥自動生產線的大量運行參數，從而可以針對這些參數進行故障預測，找到托輥自動生產線故障原因，并消除托輥自動生產線故障，發揮積極應用價值。

參考文獻

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[3]史瑤華，孫睿，蘇彩虹，等.SCADA系統中儀表設備在線診斷與預警[J].數字技術與應用，2015（4）：7.

[4]周滿山，馬宏偉，趙龍，等.托輥生產線管體自動上下料系統設計[J].起重運輸機械，2015（6）：48-49.

[5]孫建業，張斌，王國勛，等.西門子Simotion運動控制系統在托輥管生產中的應用[J].制造技術與機床，2013（9）：26-29.

作者簡介：徐志豐（1987，3-），男，江蘇省鹽城市，單位：沈陽理工大學，碩士研究生，研究方向：現代機電裝備及自動化技術。